Avaliação do perfil de expressão gênica modulado pelo GQ-16 em adipócitos 3T3-L1 utilizando a técnica de microarranjo

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, Prorgama de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, 2015.A prevalência de obesidade, associada à resistência insulínica e diabetes tipo 2 vem aumentando nas últimas décadas. As tiazolidinadionas (TZDs) são agonistas do receptor gama ativado por proliferadores peroxissomais (PPARγ) com eficiente ação sensibilizadora da insulina. Contudo, o uso das TZDs está associado a efeitos adversos como o ganho de peso, retenção de líquido, edema, insuficiência cardíaca congestiva e perda óssea. GQ-16 é um agonista parcial e específico do PPARγ que melhorou a tolerância à glicose e a sensibilidade à insulina de camundongos submetidos a dieta hiperlipidica de forma semelhante à rosiglitazona, mas, ao contrário dessa, não induziu ganho de peso ou edema. Considerando que um dos principais alvos farmacológicos das TZDs é o tecido adiposo, o objetivo desse estudo foi determinar o efeito de GQ-16 no transcriptoma de adipócitos 3T3-L1 maduros e comparar sua ação com a da rosiglitazona. A análise realizada pela técnica de microarranjo revelou que esses ligantes modificam a expressão gênica de forma diferenciada. Enquanto a rosiglitazona modificou a expressão de 1156 genes, GQ-16 regulou a expressão de apenas 89. Dos 544 genes regulados positivamente pela rosiglitazona (47%), somente 22 (4,2%) foram regulados pelo GQ-16. No mesmo sentido, dos 612 genes regulados negativamente pela rosiglitazona (53%), apenas 24 (4%) foram reprimidos pelo GQ-16. Assim, 46 genes foram regulados simultaneamente pela rosiglitazona e GQ-16, ou seja, uma concordância de somente 4%. Além disso, GQ-16 regulou a expressão de 43 genes (18 ativados e 25 reprimidos) não controlados pela rosiglitazona. A maior semelhança entre o GQ-16 e a rosiglitazona foi sobre a repressão de genes relacionados à resposta inflamatória como o Dcn, Vcam1, Orm2 e Lox, por exemplo. A comparação do GQ-16 com outros agonistas parciais de PPARγ (MRL24 e SR1664) revelou efeitos similares, tanto sobre os genes ativados quanto os reprimidos. Nós propomos que o reduzido efeito sobre genes relacionados à adipogênese e a habilidade do GQ-16 em reprimir eficientemente alguns genes responsivos ao PPARγ relacionados ao processo inflamatório, podem contribuir para o efeito sistêmico sobre a sensibilidade à insulina sem ganho de peso. Novos estudos são necessários para examinar se as similaridades entre a regulação transcricional do GQ-16 e da rosiglitazona estariam envolvidos no efeito terapêutico do GQ-16.The prevalence of obesity associated with increased insulin resistance and type 2 diabetes has been increasing in the last decades. Thiazolidinediones (TZDs) are peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) agonists that improve insulin resistance. However, TZDs have well-established side effects such as weight gain, fluid retention and edema, congestive heart failure and bone loss. GQ-16 is a specific PPARγ partial agonist that improves glucose tolerance and insulin sensitivity in a murine model of obesity and diabetes similarly to rosiglitazone, but does so without inducing weight gain or edema. Since one of the main pharmacological targets of TZDs is adipocyte tissue, the aim of this study was to determine how GQ- 16 influences PPARγ activity at the transcriptome wide level on PPARγ-dependent gene expression in mature 3T3-L1 adipocytes and also to compared these effects with rosiglitazone. Microarray analysis revealed these ligands modify gene expression in a different manner. Rosiglitazone changed the expression of 1156 genes whereas GQ-16 only changed the expression of 89 genes. Of the 544 genes upregulated by rosiglitazone (47%), only 22 (4.2%) were also regulated by GQ-16. Similarly, of the 612 genes repressed by rosiglitazone (53%), only 24 (4%) were by GQ-16. Therefore, just 46 genes were regulated by both ligands. Furthermore, GQ- 16 regulated the expression of 43 genes (18 activated and 25 repressed) that were not controlled by rosiglitazone. Whereas GQ-16 showed weak effects upon most rosiglitazone regulated genes, a subset of weakly rosiglitazone induced and strongly rosiglitazone repressed genes displayed disproportionately stronger responses to GQ-16. The greatest similarity between GQ-16 and rosiglitazone was upon repressed genes related to inflammatory response such as Dcn, Vcam, Orm2 and Lox, for example. Comparison of GQ-16 with other PPARγ partial agonists (MRL24 and SR1664) revealed similar effects on transcriptional repression. We propose that the ability of GQ-16 displays a continuum of partial agonist effects and that the ability of GQ-16 to efficiently repress some PPARγ responsive genes may partly explain systemic effects on insulin sensitivity without weight gain. Further studies are necessary to examine whether the similarities between transcriptional regulation of GQ-16 and rosiglitazone were involved in the therapeutic effect of GQ-16